馮 帆(新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院 圖書(shū)館,河南 新鄉(xiāng) 453003)
隨著網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越快的發(fā)展,萬(wàn)維網(wǎng)開(kāi)始與我們的日常生活息息相關(guān),成為我們生活的一部分,在萬(wàn)維網(wǎng)中人們?cè)絹?lái)越渴望直接獲取原始數(shù)據(jù),建立全球性信息空間,而目前未在在萬(wàn)維網(wǎng)中并沒(méi)有明確提供一個(gè)范式將全球信息中的數(shù)據(jù)連接起來(lái),直到2006關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的提出給我們帶來(lái)了一線曙光使得我們建立全球性有序的信息空間成為可能。
關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的概念是由Tim Berners-Lee提出的,它是一種簡(jiǎn)單的語(yǔ)義網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù),它的基本原理是利用RDF數(shù)據(jù)模型建立結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)上再聯(lián)接到不同數(shù)據(jù)庫(kù)便于建立關(guān)聯(lián)。其重要價(jià)值在于通過(guò)RDF(資源描述框架)數(shù)據(jù)模型,把互聯(lián)網(wǎng)上存在的大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和采用不同標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。RDF對(duì)資源的表達(dá)是通過(guò)一系列的三元組來(lái)實(shí)習(xí)。每個(gè)三元組有主語(yǔ)、謂語(yǔ)和對(duì)象三個(gè)部分組成,構(gòu)成一個(gè)聲明。主語(yǔ)是URI所標(biāo)識(shí)的資源,對(duì)象可以是一個(gè)字符串,如字母、時(shí)間、數(shù)字等,也可以是一個(gè)URI是與主語(yǔ)有關(guān)的其他資源的標(biāo)識(shí)符,即RDF鏈接(RDF Link);謂詞表明了主語(yǔ)和對(duì)象之間的關(guān)系,謂詞也可以是URI,比如來(lái)自某一詞表或URI集合。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的三元組都應(yīng)該盡可能的以URI來(lái)表達(dá),以RDF來(lái)編碼。
對(duì)于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)在維基百科中的定義是:關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是語(yǔ)義網(wǎng)的主題之一,描述了通過(guò)可鏈接的URI方式來(lái)發(fā)布、分享、連接Web中各類(lèi)資源的方法。 而Tim Berners-Lee 2006年在Linked Data一文中提出了管理數(shù)據(jù)的概念和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)四個(gè)原則,并在2009年的TED大會(huì)上,將關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)一步闡述為:關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是一箱箱數(shù)據(jù),當(dāng)通過(guò)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)到一起時(shí),從中可以萌發(fā)出很多新事物和新應(yīng)用[1]。其中關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的四個(gè)原則為:①使用URI作為網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的名稱(chēng);②使用HTTP URI機(jī)制直接訪問(wèn)對(duì)象;③當(dāng)訪問(wèn)時(shí),以RDF形式提供有用信息;④盡可能多的提供相關(guān)URI鏈接,使人民發(fā)現(xiàn)更多信息。
通過(guò)以上關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的基本概念和基本原則則可以概括出關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的核心理念為:讓W(xué)eb代理通過(guò)簡(jiǎn)單通用的HTTP URI規(guī)范直接訪問(wèn)文檔中的“數(shù)據(jù)”。所以,在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)要遵循兩個(gè)基本點(diǎn):描述和鏈接。通過(guò)描述可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一格式化數(shù)據(jù),使機(jī)器能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和確認(rèn),鏈接也應(yīng)支持機(jī)器自動(dòng)連接。從而發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)從技術(shù)上來(lái)說(shuō)應(yīng)遵循兩條原則:第一,在萬(wàn)維網(wǎng)上發(fā)布或?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一結(jié)構(gòu)化的RDF三元組,包括統(tǒng)一命名,統(tǒng)一內(nèi)容描述機(jī)制;第二,利用RDF鏈接同一數(shù)據(jù)源內(nèi)各數(shù)據(jù)和鏈接不同數(shù)據(jù)源,即建立內(nèi)容關(guān)聯(lián)機(jī)制,包括關(guān)聯(lián)解析機(jī)制、檢索機(jī)制、調(diào)用機(jī)制。
關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是語(yǔ)義網(wǎng)中的一種新技術(shù),其基本原則決定了關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)獨(dú)立于現(xiàn)有的任何具體技術(shù)和工具,只是和相關(guān)的Web標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。Bizer C.Cyganiak.R和Heath T[2]指出,發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)需要考慮以下三個(gè)問(wèn)題:數(shù)據(jù)量的大小、數(shù)據(jù)的更新頻率和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。如果數(shù)據(jù)量很?。◣装贄lRDF或更少),可以采用靜態(tài)RDF文件,通過(guò)手工或軟件自動(dòng)轉(zhuǎn)換(靜態(tài)發(fā)布);如果數(shù)據(jù)量很大,則需要將它們放入RDF庫(kù)中,并通過(guò)相應(yīng)的服務(wù)器(如Pubby等)作為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)服務(wù)的前端。如果數(shù)據(jù)的更新頻率很大,需要引入更新機(jī)制或在請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)根據(jù)原始數(shù)據(jù)在線生產(chǎn)RDF數(shù)據(jù)。
不同形式的數(shù)據(jù)發(fā)布為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)需要不同的技術(shù)工具,目前比較著名的工具有以下幾種:
(1)對(duì)于以數(shù)據(jù)庫(kù)方式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),需轉(zhuǎn)換工具將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式RDF三元組。主要工具有D2RQ[3]平臺(tái)、Virtuoso Universal Server[4]、Triplify[5]等。
(2)D2RQ平臺(tái)由映射語(yǔ)言、D2R引擎和D2R服務(wù)器組成。D2RQ映射語(yǔ)言[6]支持從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)到RDF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則的編寫(xiě),通過(guò)該語(yǔ)言,用戶(hù)可以定義如何將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的表、列、行、列值、外鍵值映射成RDF數(shù)據(jù)中的類(lèi)、屬性、資源、文本、RDF鏈接。D2R引擎將用戶(hù)輸入的SPARQL轉(zhuǎn)換成SQL提交給關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),并將SQL查詢(xún)結(jié)果封裝成RDF三元組。D2R服務(wù)器基于D2R引擎之上提供了Web界面,瀏覽器用戶(hù)可以查看數(shù)據(jù)網(wǎng)頁(yè)。如圖1:
圖1 D2RQ平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)[3]
(3)如果數(shù)據(jù)內(nèi)容是API或者OAI-PMH協(xié)議格式,可以利用OAI2LOD Server[7]建立一個(gè)“轉(zhuǎn)換”封裝器,封裝器將HTTP URI分配給由API提供的非信息資源,當(dāng)被參引的URI請(qǐng)求為Application/RDF+XML時(shí),封裝器能夠?qū)⒖蛻?hù)端的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的API,并將API請(qǐng)求的結(jié)果轉(zhuǎn)換為RDF格式并發(fā)送回客戶(hù)端。
(4) 如果是通用格式 Excel,CSV等, 可以使用 JPEG2RDF[8],MARC/MODS2RDF[9],Email2RDF[10]等轉(zhuǎn)換工具;也可以遠(yuǎn)程調(diào)用已有的API,如用RDF Book Mashup調(diào)用“亞馬遜 API”來(lái)獲取圖書(shū)信息。
Drupal誕生于2001年,2008年正式推出了對(duì)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的支持功能,2011年1月,Drupal7正式發(fā)布,RDF相關(guān)模塊是Drupal7的核心模塊。Drupal在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)主要概括為以下兩個(gè)方面:
(1)數(shù)據(jù)RDF化Drupal發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的前提是將自身結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的RDF化。Drupal作為一個(gè)內(nèi)容管理系統(tǒng),可管理任意不同的內(nèi)容類(lèi)型,每種內(nèi)容類(lèi)型都有自己的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。在Drupal中,基于某個(gè)內(nèi)容類(lèi)型創(chuàng)建的實(shí)例叫做節(jié)點(diǎn),例如,博客在Drupal中作為一種內(nèi)容類(lèi)型,博客的標(biāo)題是這個(gè)內(nèi)容類(lèi)型的一個(gè)字段,某作者寫(xiě)的一篇博文就是一個(gè)節(jié)點(diǎn)。Drupal將內(nèi)容類(lèi)型、字段、節(jié)點(diǎn)分別映射到RDF三元組模型中的 “類(lèi)”、“屬性” 和 “對(duì)象”:”site:blog a rdfs:class;tdfs:label“blog””;”site:Title rdf:Property;rdfs;label“Title””。 當(dāng)定義好站點(diǎn)的內(nèi)容模型后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成基于RDFS的本地詞匯表,命名空間的前綴默認(rèn)為“site”,地址默認(rèn)為http://siteurl/ns#,當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)賦予一個(gè)http URI,一般默認(rèn)為:http://siteurl/node/nodeno(siteurl為站點(diǎn)的URL地址,nodeno為系統(tǒng)按內(nèi)容節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建時(shí)間順序自動(dòng)生成的流水號(hào)),指向該博文的html文檔。同時(shí),系統(tǒng)工業(yè)會(huì)自動(dòng)生成該博文的RDF數(shù)據(jù),RDF數(shù)據(jù)中術(shù)語(yǔ)的命名空間為“site:http://siteurl/ns#”,RDF數(shù)據(jù)也自動(dòng)獲得一個(gè)http URI,一般默認(rèn)為“http://siteurl/node/nodeno/rdf”, Drupal利用 Apache訪問(wèn) http://siteurl/node/nodeno/rdf,可返回RDF數(shù)據(jù),并且人工可以瀏覽RDF數(shù)據(jù)的全貌。Drupal通過(guò)這樣的機(jī)制將站點(diǎn)所有內(nèi)容那個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為基于RDF數(shù)據(jù)模型的語(yǔ)義數(shù)據(jù),并自動(dòng)獲得HTTP URI,發(fā)布在網(wǎng)上。
(2)RDF 數(shù)據(jù)間的鏈接
RDF數(shù)據(jù)的特征就是可以開(kāi)放、可利用、可關(guān)聯(lián),不僅可以鏈接統(tǒng)一數(shù)據(jù)源中的資源,還可以與其他數(shù)據(jù)源鏈接,似的用戶(hù)能跟隨RDF鏈接瀏覽整個(gè)數(shù)據(jù)WEB。
Drupal在建立本地RDF時(shí),建立了類(lèi)似于超文本鏈接的鏈接機(jī)制,將字段值設(shè)為站點(diǎn)內(nèi)的另一個(gè)節(jié)點(diǎn),個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)字段節(jié)點(diǎn)來(lái)建立關(guān)聯(lián)。具體實(shí)現(xiàn)如下:字段被映射為一個(gè)RDF屬性,節(jié)點(diǎn)被轉(zhuǎn)換成RDF數(shù)據(jù)實(shí)例,各RDF數(shù)據(jù)實(shí)例之間就通過(guò)RDF屬性建立關(guān)聯(lián)。如下圖2所示。
圖2 各RDF數(shù)據(jù)實(shí)例建立關(guān)聯(lián)
目前,Web上最常用的開(kāi)放利用RDF數(shù)據(jù)的方式Web上公開(kāi)的SPARQL查詢(xún)終端。Drupal在本地提供了SPARQL查詢(xún)終端,同時(shí)Drupal支持RDF數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入和導(dǎo)出RDF數(shù)據(jù)集,在本地站點(diǎn)管理后臺(tái),可導(dǎo)入來(lái)自其他數(shù)據(jù)源的RDF數(shù)據(jù)。
DBpedia它是在萬(wàn)維網(wǎng)中的Wikipedia中對(duì)大量的結(jié)構(gòu)化的信息提取,允許你訪問(wèn)復(fù)雜的查詢(xún)連接在維基百科網(wǎng)站中資料各種數(shù)據(jù)集。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是DBpedia是從維基百科的詞條里抽取結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),以提供更準(zhǔn)確和更直接的維基百科搜索,并可使其他數(shù)據(jù)集與維基百科在數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上相鏈接。從而可以使它更容易在維基百科上用于新的、有趣的方式與大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈接,進(jìn)而建立新導(dǎo)航、鏈接和改善百科全書(shū)本身。
目前在DBpedia知識(shí)庫(kù)中有超過(guò)364萬(wàn)的東西,包括416000人,526000個(gè)座位,音樂(lè)專(zhuān)輯,60000電影、17500視頻游戲,共有169000家機(jī)構(gòu),183000種和5400的疾病。并且 DBpedia數(shù)據(jù)集的標(biāo)簽和內(nèi)容有自己的特點(diǎn),這些東西有97種不同的語(yǔ)言,并且鏈接到圖片的鏈接,外部的網(wǎng)頁(yè)還鏈接到其他RDF數(shù)據(jù)集,因此,由10億塊信息組成其中3.85億的人中提取的英文版本維基百科和大約6.65億提取和其他語(yǔ)言版本的鏈接外部的數(shù)據(jù)集。DBpedia的知識(shí)庫(kù)和其它的相比具有很多優(yōu)點(diǎn),它有大量的現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ),涵蓋多個(gè)領(lǐng)域,代表了真正的社區(qū)協(xié)議,它的自動(dòng)進(jìn)化其實(shí)質(zhì)為維基百科的變化,所以說(shuō)Dbpedia做到了真正意義上的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。
在DBpedia關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布首先也要進(jìn)行進(jìn)行結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)抽取并RDF化。其具體工作流程如下圖3所示為:頁(yè)面收集器(PageCollection)是本地或遠(yuǎn)程Wikipedia文章源的抽象;目標(biāo)器(Destination)存儲(chǔ)或設(shè)置是否鏈接抽取RDF三元組;抽取器(Extractor)將特定的Wiki標(biāo)記轉(zhuǎn)換為三元組;解析器(Parsers)通過(guò)識(shí)別數(shù)據(jù)類(lèi)型、不同單元之間的轉(zhuǎn)換值和將標(biāo)記拆分為列表來(lái)支持抽取器。抽取業(yè)務(wù)將頁(yè)面收集、抽取和目標(biāo)器組成一個(gè)工作流。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)經(jīng)抽取并轉(zhuǎn)換為RDF文件之后,存儲(chǔ)在Openlink virtuoso存儲(chǔ)器重,它能夠提供SPARQL端點(diǎn)。在使用過(guò)程中用戶(hù)可以瀏覽DBpedia數(shù)據(jù)集,并且通過(guò)RDF鏈接到其他數(shù)據(jù)集如 GeoNames、RDF BookMashup或者是 DBLP Bibliography而獲得更多的信息等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)經(jīng)抽取并轉(zhuǎn)化成RDF文件之后,存儲(chǔ)于OpenLinkVirtuoso存儲(chǔ)器中,它能夠提供SPARQL端點(diǎn)。為了獲得關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)視圖,在SPARQL端點(diǎn)前面還部署了Pubby,能夠?yàn)镾PARQL端點(diǎn)提供一個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)界面,用戶(hù)通過(guò)此界面就可以進(jìn)行多種途徑的檢索,從而找到自己所需要的數(shù)據(jù)。
圖3 DBpedia關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)工作流程
此外,DBpedia與許多大規(guī)模的數(shù)據(jù)集合本體(如美國(guó)人口統(tǒng)計(jì)、GeoNames、DBLP Bibliography等)實(shí)現(xiàn)管理與互操作。由于廣泛的主題覆蓋面,DBpedia具有與各類(lèi)大型數(shù)據(jù)集的通用數(shù)據(jù),因此,被各種數(shù)據(jù)集首選為關(guān)聯(lián)目標(biāo),同時(shí)DBpedia又作為各數(shù)據(jù)集的中介,彼此相互關(guān)聯(lián)。如圖顯示了與DBpedia相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集(2011.9.11),總計(jì)多大10億個(gè)RDF三元組,620萬(wàn)到其他的RDF數(shù)據(jù)集的外部鏈接。通過(guò)這些RDF鏈接,用戶(hù)可以從一個(gè)DBpedia的計(jì)算機(jī)科學(xué)家鏈接到其在DBLP數(shù)據(jù)庫(kù)中的出版物;從一個(gè)DBpedia圖書(shū)看到來(lái)自RDF Book Mashup的書(shū)評(píng)和售價(jià);或者從一個(gè)DBpedia中的樂(lè)隊(duì)到由MusicBrainz提供的樂(lè)隊(duì)歌曲。
關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的應(yīng)用目前在國(guó)內(nèi)集中在圖書(shū)館領(lǐng)域,關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)它為圖書(shū)館的資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)提供了良好的途徑,它創(chuàng)造了把圖書(shū)館的資源和外部世界相互連接起來(lái)的機(jī)會(huì),可以增強(qiáng)和擴(kuò)展圖書(shū)館的發(fā)現(xiàn)平臺(tái),以及支持圖書(shū)館在學(xué)術(shù)交流環(huán)境下作為創(chuàng)建者和出版者的作用,具體來(lái)講關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是可以提供多個(gè)分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)源整合的關(guān)聯(lián)的訪問(wèn),將來(lái)自不同數(shù)據(jù)源的同一個(gè)對(duì)象進(jìn)行整合,返回給用戶(hù)關(guān)于該對(duì)象的所有相關(guān)信息的統(tǒng)一視圖。然而,在國(guó)外已經(jīng)擴(kuò)展到各個(gè)領(lǐng)域,例如娛樂(lè)領(lǐng)域,由于在萬(wàn)維網(wǎng)上我們大眾獲取的最多信息就是在娛樂(lè)生活方面關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)在此方面的應(yīng)用將會(huì)大大提升對(duì)人們生活的影響力。
我們就拿國(guó)外的BBC為例,它創(chuàng)立于1920年,電臺(tái)業(yè)務(wù)開(kāi)播于創(chuàng)立當(dāng)天,并首次于1930年播出電視節(jié)目。BBC目前有32種語(yǔ)言的國(guó)際服務(wù),8個(gè)全國(guó)電視頻道,1個(gè)高清頻道,很多地方頻道,10個(gè)國(guó)家電臺(tái),40多個(gè)地方電臺(tái)。在1994年建立了同行業(yè)最早的網(wǎng)站:bbc.co.uk。通過(guò)以上信息的介紹所有這些歷史,積累了難以想象的資料和素材,使它必須再次領(lǐng)先世界,建立最先進(jìn)的語(yǔ)義媒體庫(kù):支持知識(shí)搜索,能夠自動(dòng)向機(jī)器提供服務(wù)。作為廣播電視公司,節(jié)目是它最大的資源。傳統(tǒng)上,網(wǎng)站只是做節(jié)目推廣?,F(xiàn)在三網(wǎng)合一,可以用來(lái)發(fā)布、推送、組織和存檔節(jié)目。BBC一直在尋求這樣的技術(shù),能夠?qū)BC千萬(wàn)小時(shí)的節(jié)目及相關(guān)資源,組織成一個(gè)腦庫(kù),成為人類(lèi)記憶的一部分。整合對(duì)于因此進(jìn)行關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的整合對(duì)于BBC未來(lái)的發(fā)展起著不可估量的作用,如下圖4就是實(shí)現(xiàn)BBC內(nèi)部數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的過(guò)程。
圖4 BBC實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的過(guò)程
通過(guò)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)之后可以看出網(wǎng)站和數(shù)據(jù)的可用性大大增強(qiáng),用戶(hù)體驗(yàn)得到巨大提升,SEO效果明顯,甚至可以到每個(gè)資源,查準(zhǔn)率、可點(diǎn)擊性和可傳播性都獲得很大提高,可以看出整個(gè)網(wǎng)站是一個(gè)API平臺(tái),采用了RESTful發(fā)布,與Web無(wú)縫集成,保證了鏈接的永久性和數(shù)據(jù)的開(kāi)放性,系統(tǒng)各組成部分松散耦合,互相聯(lián)系卻互不干擾,整個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)不斷增長(zhǎng)的有機(jī)體,從而帶動(dòng)了它的健康發(fā)展。
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